图1/Figure 1

在图1的探伤结果中，产品在镶块对应的部位上出现了大量的缩孔缺陷，这直接导致了产品报废。

原标题：基于MAGMASOFT®的压铸模具镶块寿命研究

在很多产品中，由于镶块表面逐渐地老化，对铸件局部冷却效果也逐渐弱化，进而导致产品局部在后续的生产中出现缩孔，产品试漏报废率高达30%以上。为了保证产品质量，往往在2-3万模次后就得更换这些镶块，导致生产成本的增加。图1是其中一个典型案例、

考虑到镶块材料属性基本不变，变的是其老化的表面与铸件之间的传热状态，也就是MAGMASOFT?铸造模拟中涉及的界面传热系数，而且随着镶块表面老化程度的加深，这个界面传热系数越低。因此，我们可以基于MAGMASOFT?来做模拟验证：在所有其它条件相同的前提下，在镶块和铸件之间设定不同的界面传热系数，比较镶块的温度场变化，观察随着界面传热系数的降低镶块本体温度是否降低。图2是MAGMASOFT?的模拟结果和温度曲线变化情况：

图2/figure 2

通过图2结果中的某点的数据对比证实：随着界面传热系数的降低镶块本体温度也在降低。

基于这个事实，为了提高镶块的使用寿命，保持良好的传热和冷却条件，优化传统CNC加工冷却水路变得必要。因此，借助先进的3D打印技术，突破传统CNC加工冷却水路的限制，通过随型冷却和扩大冷却水路散热面积来确保镶块的快速冷却。如图3，是传统CNC和3D打印镶块和冷却水路设计对比：

图3

并基于MAGMASOFT?进行温度场模拟对比分析，得出如图4的结果：

图4/figure 4

从图4的结果可以得出：即使随着镶块的逐渐老化（界面传热系数降低），3D打印镶块的温度都比传统镶块的低了近50℃。这说明3D打印的冷却效果要好很多，而且③号3D打印冷却水路因散热面积大而冷却效果在早期使用过程中更好。

在实际中，采用了3D打印镶块后，产品质量明显改善，探伤缩孔缺陷大大减少，试漏测试后废品率下降至2%以下。图5是改善前后产品探伤结果对比：

图5/figure 5

同时，镶块使用寿命提高5-6万模次。

结论
1.压铸模镶块老化可致产品局部缺陷加重，进而明显增加废品率。
2.使用先进的3D打印技术实现镶块随型冷却可大大改善镶块冷却条件，提高镶块使用寿命。
3.基于MAGMASOFT?的模拟仿真，可加快模具冷却条件设计进度，确保设计的有效性。

作者： 覃瑞立   曾琴

东莞鸿图精密压铸有限公司